SE426127B - Likstromsmagnetiserad gaffeltransformator - Google Patents

Description

15 V20 25 30 8102610-6 genom vilken likström matas från batteriet ut mot linjen. Tidigare har strömmatning skett via strömtransformatorer med hög utimpedans eller ocksa har en drossel inkopplats i serie med likspänningskällan, se bifogade figurer 2 och 3. Speciellt för en likströmsmagnetiserad gaffeltransformator ställs vissa krav pä kärnmaterialets strömtàlighet, dvs för att åstadkomma önskad induk- tans skall likströmmen ha visst värde för att transformatorverkan skall uppnås.

I enlighet med uppfinningen löses ovannämnda problem genom att de bada primärlindningarna vid gaffelns linjesida uppdelas i vardera tvâ lindningsdelar och att matningsspänningskällan, som i första hand skall förse abonnenten med likström, anslutes till den gemensamma anslutningspunkten mellan de båda lindningsdelarna. Uppfinningen är därvid kännetecknad så som det framgår av patentkravets kännetecknande del.

F IGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare beskrivas mot bakgrund av känd teknik med hänvisning till bifogade ritningar där figur l visar ett blockschema över ett telefonöverdrag och dess anslutning till en abonnent via en tvàtràdig linje, figur 2 och 3 visar två olika utföranden av en gaffeltransformator av känt slag, figur 4 visar ett kopplingsschema över en gaffeltransformator enligt uppfinningen, figur 5 visar ett förenklat kretsschema över ena ingångssidan hos transforma- torn enligt figur-li, figur 6 visar ett impedansdiagram.

UTFÖRINGSFORM Blockschema enligt figur l visar ett översiktsschema av ett överdrag i vilket gaffeltransformatorn enligt uppfinningen utnyttjas. En abonnentenhet Ab är via en linje ansluten till en gaffelkoppling Gl, vilken har till uppgift att uppdela den inkommande tvàtrâdiga linjen L till en fyrtradslinje. Till gaffelkopplingen Gl är ansluten en balanseringsimpedans Z_ för att efterlikna impedansen hos abonnent- enheten Ab och linjen L sedd från gaffelkopplingens tvàtrådssida. F yrtràdslinjen är uppdelad i en första signalväg, som innehåller ett bandpassfilter Fl för talbandet (exempelvis Û,2-3,4 kHz) och en PCM-kodare K för omvandling av de analoga signalerna fran abonnentenheten Ab till ett PCM-bitflöde, vilket utsänds över utgången hos överdraget via gaffelkopplingen G2. Inkommande PCM-kodade signaler till överdraget omvandlas i avkodaren DK i den andra 1D 15 20 25 30 8102610-6 3 signalvägen till motsvarande analoga signaler och förs via ett lagpass-filter och eventuellt via en icke visad förstärkare till gaffelkopplingen Gl.

Figurerna 2 och 3 visar kopplingsschema över tidigare kända utföranden av- gaffelkopplingen Gl i figur 1. I utförandet enligt figur 2 matas gaffeltransfor- matorns bada lindningar l och l' fran en spänningskälla Eu ansluten till vardera lindningens ändpunkter via tva strömtransformatorer IA och IB sa att en likström lo flyter genom vardera lindningen l, l'.Härigenom uppnas i första hand strömmatning till abonnentenheten Ab och samtidigt förmagnetiseras lindningarna l och l' till ett visst värde. Matningsspänningskällans ena pol är jordad, varvid den tvatradiga ingången mot linjen L skall vara symmetrisk relativt jord. I ett andra alternativ enligt figur 3 ansluts matningskällan ED i serie mellan tva lika lindningar hos en drossel D. Tva strömbegränsade motstand är betecknade Rb. Kopplingen enligt figur 2 anses vara dyrbar speciellt om höga krav pa balans mot jord erfordras. Kopplingen enligt figur 3 är fördelaktigare och enklare att dimensionera. Emellertid kräver här drosseln D stor volym om denna realiseras med passiva komponenter. Utförandet enligt figur 3 kan överhuvudtaget ej användas om den mekaniska konstruktionen pa kretskortet kräver begränsad bygghöjd (vanligt ca 13,5 mm) just beroende pa drosseln D.

I figur 4 visas en utföringsform av gaffeltransformatorn enligt uppfinningen.

Lindningen I enligt figurerna 2 och 3 ansluten med ena ândpunkten till den tvatradiga linjen L har delats upp i tva delar ll och 12 vardera med lindnings- varvtalen nl och nz . Pà,samma sätt har lindningen l, enligt figurerna 2 och 3 delats upp i tva delar ll och 12 med samma varvtal nl och nz . Anslutnings- punkterna mellan de bada lindningsdelarna ll , 12 respektive I: , 12/ är förbundna med matningsspänningskällan E o , vars inre resistans symboliserats med resi- stanserna Rlb och Rzb , eftersom dess pluspol är jordad enligt figuren.

Resistansen Rlb skall vara = Rzb för att kravet pa symmetri relativt jord hos de tvatradiga ingangsterminalerna mot linjen skall vara uppfyllt. Ändpunkterna hos de bada lindningarna 12 , 12, är liksom hos de kända gaffelkopplingarna enligt figur 2 och 3 anslutna till en gemensam avkopplingskondensator Co.

Matningslikströmmen lo kommer da enligt figur 4 att flyta fran matningsspän- ningskâllan E o genom resistansen Rlb , ena lindningen ll , linjen L, abonnenten- heten Ab, linjen L, den andra lindningen ll och genom resistansen Rzb tillbaka till spänningskällan EU - 1D 15 20 25 30 8102610-6 Inre resistansen Rlb ansluten till ena terminalen a hos gaffeltransformatorns linjesida kommer genom uppdelningen av primärlindningen i dellindningarna ll och 12 att transformeras upp till ett högre värde “1*"z 2 . .

Rlb = (Tlï) ' Rlb såsom det framgår av figur 5. Avkopplmgskondensatorns Co inverlšan för talströmmarna försummas. Enligt denna figur kommer primär- lindningen att bilda en autotransformator genom att de bada lindningshalvorna ll och 12 är magnetiskt kopplade. Jordpunkten Û i figur 5 motsvarar jordpunkten D i figur 4. Enligt kända principer för en autotransformator gäller för resistansen Rlb sedd från terminalerna a-Û att r R n +n íl-b = (Tïlif dvs lb l I “1*"z 2 _ . Rlb = Rlb( nl ) enligt ovan Samma resonemang gäller för de båda lindningsdelarna ll och 12 vid ingångs- terminalen b relativt jord Û. Matningsspänningskällans inre resistans Rlb, Rzb har alltsa, sedd från de båda ingàngsterminalerna a och b, upptransformerats nrilednen faktor 1 2 2 (711) Väijes exempelvis nl=n2 fås en fyrdubbling av resistansvärdena Rlb resp Rzb.

Som följd av detta kan drosseln D enligt figur 3 inbesparas.

Enligt kopplingsschemat i figur 4 flyter förmagnetiseringsströmmen lo endast genom en del av gaffeltransformatorns primärlíndning (l resp ll, ). Líkströms- förmagnetiseringen är därför med en faktor (nl/nlmz) lägre, eftersom in- duktansen hos primärlindningen är proportionell mot kvadraten på varvtalet n.

På grund härav kan exempelvis transformatorkärnans tvärsnittsdimension (tvär- snittsarean) minskas, eftersom förmagnetiseringen i kärnan är omvänt pro- portionell mot kärnans tvärsnittsarea 2 (förmagn Lä).

Afe Alternativt kan ett kärnmaterial med lägre strömtålighet utnyttjas dvs ett material som upprätthåller en högre induktans för mindre förmagnetiserings- ström. 10 15 8102610-6 En ytterligare fördel är att en förbättrad filtrering av störtoner från spännings- källan kan uppnås med den föreslagna kopplingen. Från matningsspänningskällan sett ligger resp motstånd Rlb, Rzb i serie med avkopplingskondensatorn Co. I diagrammet enligt figur 6 är visat impedansen Zf hos det filter som bildas av resp motstånd Rlb, Rzb och kondensatorn CD. Den streckade linjen visar impedanskarakteristiken som summan av resistansvärdet, exempelvis Rlb, och kondensatorns reaktans l/wCo. F iltrets impedans Zf för detta lägre värde Rlb har sin nollgenomgàng (år resistiv) vid en frekvens fo som i allmänhet ligger betydligt högre än talbandet A. Således ger filtret Rlb, lindningen 12, kondensa- torn CO relativt dålig filtrering av de störtoner från spänningskällan EQ, som ligger inom talbandet. Vid upptransformering av motståndet Rlb till högre värde får i stället filterimpedansen Zf sin nollgenomgång inom talbandet, varför störtonerna kan avkopplas av filtret och når ej ut på linjen eller till någon av överdragets fyrtrådsvägar via lindningarna 13 och 14.

I ovanstående utföringsexempel av uppfinningen har antagits att ledningsimpe- dansen har susceptiv karaktär, varför balansimpedansen Zb likaledes har suscep- tiv karaktär. Den föreslagna gaffeln kan givetvis användas för linjer med induktiv eller resistiv karaktär.

Claims (1)

1. 0 15 8102610-6 P A T E N T K R A V Likströmsmagnetiserad'gaffeltransformator ingående i exempelvis ett telefonlinjeöverdrag för att åstadkomma en övergång tvâtrâd-fyrtrâd i överdraget, innehållande en första primärlindning_(l1,[27 magnetiskt -kopplad till ett första par sekundärlindningar (l3[5) samt en andra primärlindning (Eí,l'2) magnetiskt kopplad till ett andra par sekundär- lindningar ([¿,E6), varvid sekundärlindningsparen dels bilda en fyr- trâdsväg och dels år anslutna till en med hänsyn till linjeimpedansen anpassad balansimpedans (Zb), k ä n n e t e_c R n a d av att nämnda första och andra primärlindning (l1,l2 resp lä,lå) båda år uppdelade i tvâ lindningsdelar vardera med en gemensam anslutningspunkt, så att varvtalet (n1) hos den ena lindningsdelen (l1,lí) stâr i ett bestämt förhållande till varvtalet (nz) hos den andra lindningsdelen (l2,lå) samt att en matningskälla (EQ) med sin ena och sin andra pol är an- sluten till den gemensamma anslutningspunkten hos den första resp den andra primärlindningen, för att magnetisera endast den ena lindnings- delen (L1, lä) hos den första och den andra primärlindningen.